Elektroheizungen & Trinkwassererwärmung mit Strom

Wärme aus der Edelenergie Strom

Heizen mit Strom - saubere Wärme schlechthin?

Die Umwandlung von Strom in Wärme beim Endverbraucher

- ohne Verluste (Wirkungsgrad 100%),

- relativ geringe Investkosten,

- keine Wartungskosten,

- kein Schornstein

könnte oberflächlich betrachtet, beste Vorraussetzungen für das fast ideale Heizsystem bieten.

Leider erfolgt in Deutschland die Stromerzeugung, besonders in Spitzenzeiten, in Verbennungskraftwerken mit fossilen Brennstoffen (Kohle etc.).

Der Wirkungsgrad liegt bei ca. 30% (bei ganz modernen Anlagen max. 42%). Damit ist Strom nach wie vor die teuerste Energie und viel zu kostbar nur zum Heizen.

Auch wenn der Strom nur aus umweltfreundlichen Wasserkraft-, Gezeiten- oder auch Windkraftanlagen etc. kommen würde, ist die Anwendung zur Wärmeerzeugung zu überdenken.

 !  Die Umwandlung von Strom in Wärme über elektrische Widerstandsheizungen sollte auch bzgl. der Klimasituation als Vollheizung nur noch in Ausnahmefällen angewendet werden.

Über Strompreis, Energieversorger und Energiekosten

Elektroenergie ist im Energiekostenvergleich die teuerste Energie.

Für 100% Heizenergie sind 278% Primärenergie notwendig, siehe weiter unten.

Primärenergiefaktor für Strommix fp= 3,0 (neu 2,7)

Zusammensetzung des Strompreises (Beispiel 2006/07)

Die hohen Strompreise ärgern viele, jedoch wissen wenige, wie dieser sich zusammensetzt:

Die Zusammensetzung des Strompreises sollte, einzeln betrachtet, schon zu denken geben!

Änderungen 2012, z. B.:

*) Ökostrom-Umlage

2012 Steigerung von 3,5 auf knapp 3,592 Ct/kWh

**) Netzgebühren 2012

Steigerung um rund 0,75 Ct/kWh inkl. MwSt

-> Für einen Haushalt mit z. B. 4.000 kWh Verbrauch ergibt sich insgesamt eine Mehrbelastung von ca. 34 Euro/Jahr.

Die ganzen schönen Subventionen für Biostrom bezahlt der kleine Verbraucher, welcher sich niemals z. B. ein BHKW leisten kann, und das über Jahrzehnte, ganz zu schweigen von den hohen Netznutzungskosten für z. T. überalterte Netze.

Wie kommt der hohe Strompreis zustande?

Bei nur 4 großen Stromversorgungsunternehmen in Deutschland gibt es kaum Konkurrenz, geschweige echte Transparenz.

Mit Strom von einem Stromversorgungsunternehmen versorgt zu werden, ist irgendwie beruhigend.

Sich selber versorgen sie besonders mit riesigen Gewinnen durch (manipulierte?) Strompreise über die Strombörse! Das ist beunruhigend!

Gemacht werden die Strompreise von der Strombörse, über Angebot und Nachfrage.

Um den Preis an die Grenze hochzutreiben, könnte z. B. künstlich das Angebot verknappt werden. Der Preis steigt und damit die Gewinne.

Offiziell wird das natürlich nicht zugegeben, ganz zu schweigen von den Absprachen untereinander.

Alles geht nach Recht und Gesetz zu, man fragt sich nach welchen?

Und der Endverbraucher zahlt und zahlt und zahlt...

Energiekosten  im Vergleich (Stand I/2007)

Mehr interessante Infos über den Strompreis finden Sie z. B. auf Wikipedia, der-stromreis.de, StrompreisStudie2010.pdf etc.

Quelle: ASUE e. V. (www.asue.de)

1. Elektroeinzelheizungen

Es ist sehr genau zwischen den relativ niedrigeren Anschaffungskosten, kleinen Installationsaufwand, keinen Wartungskosten etc. und den höheren Energiekosten abzuwägen.

Es werden die verschiedensten Geräte angeboten:

Elektroheizkörper

Relativ billige und einfache Lösung, benötigt aber am Tage teuren Tagstrom.

Elektroheizkörper mit Teilzeitspeicher

benötigen am Tage teuren Tagstrom, Speicherkern reicht meistens nur für kurze Zeit aus.

Je nach Ausführung und Material des Speichers, z. B Marmor (Marmor-Heizkörper), Granit oder andere Speichermaterialien, ist der Strahlungsanteil höher und somit die Wärme behaglicher.

Als Vollheizung sind diese Systeme nicht unbedingt zu empfehlen.

Bei blumigen Werbeversprechungen (Wunder-Speicherkern etc.) ist Vorsicht geboten, meistens nicht nur schlechtes Preis-Leistungsverhältnis!

Nachtspeicherheizkörper mit Vollzeitspeicher

energetisch bessere Variante, werden nachts mit billigeren Nachtstrom aufgeladen und geben am Tage geregelt die Wärme ab.

Speichern bis 12 h die Wärme, und können auch im Notfall am Tage mit Tagsstrom nachgeladen werden.

Ein separater abgesicherter Stromkreis für die Heizung ist in allen Fällen erforderlich! Für Nachtstrom ist zusätzlich ein zweiter Stromkreis mit Zähler notwendig.

Zu empfehlen sind Elektroeinzelheizungen nur bedingt, z. B. wenn nur wenige Räume zu beheizen sind oder die Räume selten genutzt werden.

 !  Umstellung alter Nachtspeicherheiztechnik bis 2020

Es ist damit zurechnen, dass bis 2020 veraltete Nachtspeicherheiztechniken auf andere Systeme umgestellt werden müssen (s. Kabinettsklausur in Meseberg 2007).

Die novellierte EnEV, die am 1. Oktober in Kraft tritt, sieht aber für Häuser mit nicht mehr als 5 WE/Heizanlagen eine Bestandssicherung vor (s. § 10a).

Elektro-Heizstrahler

Technisch betrachtet ist ein im Infrarotbereich arbeitender Heizstrahler, der zumal die geringsten Investkosten überhaupt verursacht, nur über Elektrokabel und fast an jeder Stelle angeschlossen werden kann und auch noch bei Bedarf sofort angenehme Strahlungswärme bringt, eigentlich nahezu die Ideallösung.

Der einzige Nachteil, er wird mit teurem Strom betrieben. Bei kurzzeitigem Betrieb u. U. eine akzeptable Lösung.

Einsatz in kleinen Räumen (z. B. Bäder) zum schnellen Aufheizen örtlicher Bereiche.

2. Elektro-Nachtspeicherheizung mit Pufferspeicher

Diese Warmwasser-Zentralheizungssysteme arbeiten in d. R. nur mit Nachtstrom und sind bzgl. Investkosten vergleichbar mit Öl- und Gaszentralheizungen, die Energiekosten sind allerdings etwas höher und die Wartungskosten niedriger.

Der Pufferspeicher wird nachts von 22 bis 6 Uhr über E-Heizpatronen aufgeladen. Am Tage werden dann die Heizkörper, Fußbodenheizung etc. mit Wärme aus dem Pufferspeicher versorgt.

Zu empfehlen, wenn ein ganzes Haus beheizt werden soll und Öl/Gas etc. nicht möglich sind.

Eine zusätzliche solare Trinkwassererwärmung ist sinnvoll.

 !  Ein Gesamtkostenvergleich und eine neutrale Beratung ist bei der Auswahl verschiedener Systeme sehr hilfreich > Fachberatung

Trinkwassererwärmung mit Strom

1. Energieeffiziente Kleinspeicher für kleine Wassermengen (dezentrale Warmwasserversorgung)

Kleinspeicher ist nicht Kleinspeicher

Drucklose Elektro-Kleinspeicher sind eine interessante Alternative zur zur zentralen Warmwasserversorgung im Bestand und im Neubau.

Kleine Wassermengen (5 bis 10 l) werden dort erwärmt, wo sie benötigt werden (ohne lange Leitungswege mit Wasser- und Energieverlusten vom Speicher zur Zapfstelle).

Wasservolumen einer Rohrleitung mit 20 mm Innendurchmesser:

bei 5 m Länge -> 1,5 l    bei 10 m Länge -> 3,2 l    bei 15 m Länge -> 4,8 l

Der Kauf von Billigspeichern ist dabei z. B. durch eine schlechte Behälterisolierung etc. langfristig die teuere Lösung.

Die Unterschiede liegen in den gerätespezifischen Kenngrößen.

Das Einsparpotential bei einem hochwertigen Kleinspeicher für Energie und Wasser liegt bei ca. 30 €/Jahr gegenüber Billiggeräten

-> Amortisation in ca. 2 Jahren.

Kennzeichen eines energieeffizienten Kleinspeichers

- Thermostop-Funktion

- Antitropf-Modul

  (Reservoir für Ausdehnungswasser, Venturidüse)

- Direktumschäumung aus EPS

  (recyclingfähiges expandierbares Polystyrol, λ = 0,032 W/m K)

- Heizflansch-Isolierung

Gerätespezifische Kenngrößen

1. Bereitschaftsenergieverbrauch Q_BEV in kWh/24 h,

Energieabgabe eines Speichers in 24 h an die Umgebung, gemessen bei mittlerer Speichertemperatur von 65 °C ohne Armatur und 20 °C Umgebungstemperatur.

Gute Speicher liegen hier zwischen ca. 0,2 bis 0,25 kWh/24 h.

Bei Speichern vom Baumarkt können die Werte in der Realität beim Doppelten bis Dreifachen liegen.

Weitere Kenngrößen:

- benötigte Nutzenergie (=erwärmtes Brauchwasser) Q_Nutz

- Energieverlust des Ausdehnungswassers Q_{V, Ausdehn.}

- Wärmeabstrahlung über die Armatur Q_{V, Armatur}

- > Energiebilanz eines drucklosen Kleinspeichers

Q_el = Q_Nutz + Q_BEV + Q_{V, Ausdehn.} + Q_{V, Armatur}

2. Mischwassermenge

Beim Zapfen strömt am Speicherboden Kaltwasser nach. Kalt- und Warmwasser sollten sich dabei durch eine optimale Einströmung (ohne Verwirbelung) möglichst wenig mischen. Nur so bleibt die vorgewählte Mischwassertemperatur lange konstant (=hoher Komfort).

Zur Beurteilung wird die Temperaturkonstanz (Überlaufkurve) und die gesamte Mischwassermenge von 40 °C während einer Vollentnahme gemessen.

Die Mischwassermenge beträgt bei einem 5 l-Speicher mit 65 °C optimal 10 l (bei 10 l-Speicher -> 20 l).

3. Thermostop-Funktion

In d. R. werden kostengünstige Temperier-Armaturen verwendet, die bei voreingestellten Auslauftemperaturen eine komfortable Einhandbedienung ermöglichen.

Nachteilig ist, dass diese Modelle sich auch im unbenutzten Zustand erwärmen.

Das warme Speicherwasser steigt hier durch den Dichteunterschied zur oben liegenden Armatur, kühlt sich ab, sinkt wieder nach unten in den Speicher und muss wieder erwärmt werden.

Der Wärmeverlust kann dabei bis zu 0,4 kWh/24 h betragen, also wesentlich mehr wie über den Speicher selbst verloren geht.

Die Thermostop-Funktion (z. B. Stiebel Eltron) verhindert die Zirkulation, indem die beim Erwärmen des Wassers aufsteigenden Gasblasen sich in einem Siphon am Auslauf des Speichers sammeln und schon bei geringen Gasmengen den Thermosiphon-Effekt zwischen Speicher und Armatur unterbrechen.

4. Antitropf-Funktion

Bei einer Vollaufheizung von 10 auf 85 °C dehnt sich Wasser um ca. 3 % aus (=150 ml bei 5 l-Speicher) und tropft ungenutzt durch die Armatur.

Das Antitropf-Modul (z. B. Stiebel Eltron) verhindert diesen Effekt, indem das Ausdehnungswasser in einem am Behälter ausgebildeten Reservoir aufgenommen wird und dabei eine Silikonmembran zusammendrückt.

Beim nächsten Zapfen durchströmt das einströmende Kaltwasser eine Venturi-Düse und entleert das Reservoir wieder für den nächsten Aufheizvorgang.

Quelle: IKZ-HAUSTECHNIK, 18/2009; Stiebel Eltron GmbH

Für wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung.

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